Войти
Международная система электрических и магнитных единиц - это устаревшая система единиц, используемая для измерения электрических и магнитные величины. Она была предложена как система практических международных единиц по единодушной рекомендации на Международном электрическом конгрессе (Чикаго, 1893 г.), обсуждена на других конгрессах и, наконец, принята на Международной конференции по электрическим единицам и стандартам в Лондоне в г. 1908. Она устарела после включения электромагнитных единиц в Международную систему единиц (СИ) на 9-й Генеральной конференции по мерам и весам в 1948 году.
Связь между электромагнитными единицами и более привычными единицами измерения длины, массы и времени был впервые продемонстрирован Гауссом в 1832 году с его измерением магнитного поля Земли, и принцип был распространен на электрические измерения на Нейман в 1845 году. Полная система метрических электрических и магнитных единиц была предложена Вебером в 1851 году на основе идеи, что электрические единицы могут определяться исключительно в отношении абсолютных единиц длины, масса и время. Первоначальное предложение Вебера было основано на системе единиц миллиметр-миллиграмм-секунда.
Развитие электрического телеграфа (изобретение Гаусса и Вебера) продемонстрировало необходимость точных электрических измерений. По указанию Томсона, Британская ассоциация развития науки (BA) в 1861 году учредила комитет, первоначально для изучения стандартов электрического сопротивления, который был расширен в 1862 году до включить другие электрические стандарты. После двух лет обсуждений, экспериментов и значительных разногласий комитет решил адаптировать подход Вебера к системе CGS единиц, но использовал метр, грамм и секунду в качестве их абсолютных единиц. Однако эти блоки было трудно реализовать и (часто) было непрактично маленьким. Чтобы преодолеть эти недостатки, B.A. также предложил набор «практичных» или «воспроизводимых» единиц, которые не были напрямую связаны с системой CGS, но которые, насколько позволяла экспериментальная точность, были равны кратным единицам соответствующих единиц CGS. Ба. были разработаны два комплекта блоков CGS. Практические блоки были основаны на электромагнитном наборе блоков, а не на электростатическом наборе.
The B.A. Система практических единиц получила значительную международную поддержку и была принята - с одной важной модификацией - Первой международной конференцией электриков (Париж, 1881 г.). Британская ассоциация построила артефактное представление Ом (стандартная длина провода сопротивления, имеющая сопротивление 10 единиц СГС электрического сопротивления, то есть один Ом), тогда как международная конференция предпочла метод реализации это можно было повторить в разных лабораториях в разных странах. Выбранный метод был основан на удельном сопротивлении для ртути путем измерения сопротивления столбика ртути заданных размеров (106 см × 1 мм): однако выбранная длина столбца была почти на 3 миллиметра короче, что привело к разнице в 0,28% между новыми практическими единицами и единицами CGS, которые предположительно были их основой.
Аномалия была устранена на другой международной конференции в Чикаго в 1893 г. поправка в определении ома. Устройства, согласованные на этой конференции, были названы «международными», чтобы отличить их от своих предшественников.
В системе 1893 года было три основных единицы: международная ампер, международная ом и международная вольт.
| единица | 1893 ("международный") определение | CGS ("абсолютный") эквивалент | Примечания |
|---|---|---|---|
| ампер | Неизменяющийся ток, который при прохождении через раствор нитрата серебра в воде, осаждает серебро со скоростью 0,001 118 00 грамм в секунду | Ток, возникающий в проводнике с сопротивлением 1 Ом, когда разность потенциалов в 1 вольт между его концами | 0,1 единицы СГС электрического тока |
| ом | сопротивление, оказываемое неизменяющемуся электрическому току посредством Столб ртути при температуре таяния льда массой 14,4521 грамма, постоянной площади поперечного сечения и длиной 106,3 см | 10 единиц СГС электрического сопротивления | |
| вольт | ⁄1434 от электродвижущей силы ячейки Кларка при температуре 15 ° C | Электродвижущая сила, создаваемая электрической цепью, которая разрезает 10 магнитных силовых линий в секунду | 10 единиц электродвижущей силы CGS |
В международных единицах не было тот же формальный правовой статус, что и метр и килограмм в соответствии с Метрической конвенцией (1875 г.), хотя несколько стран приняли это определение в своих национальных законах (например, Соединенные Штаты, посредством публичного закона 105 от 12 июля 1894 г.).
Система единиц 1893 года была переопределена, как видно из рассмотрения закона Ома :
Законом Ома, зная любые два из физические величины V, I или R (разность потенциалов, ток или сопротивление) будут определять третье, и все же система 1893 года определяет единицы для всех трех величин. С усовершенствованием методов измерения вскоре было установлено, что
Решение было принято на международной конференции. в Лондоне в 1908 году. Существенным моментом было сокращение количества базовых единиц с трех до двух, переопределив международный вольт как производную единицу. Было несколько других модификаций, менее важных с практической точки зрения:
С развитием теории электромагнетизма и в количественном исчислении стало очевидно, что, помимо базовые единицы времени, длины и массы, когерентная система единиц может включать только один электромагнитный базовый блок. Первая такая система была предложена Георгием в 1901 году: в ней использовалось Ом в качестве дополнительного базового блока в системе MKS, поэтому ее часто называют система МКСОм или система Георгия.
Дополнительная проблема с системой электрических блоков CGS, на которую еще в 1882 году указал Оливер Хевисайд, заключалась в том, что они не были «рационализированы», то есть они не учитывали должным образом диэлектрической проницаемости и проницаемости как свойств среды. Георгий также был большим сторонником рационализации электрических блоков.
Выбор электрического блока для базового блока в рационализированной системе зависит только от практических соображений, особенно от способности реализовать устройство точно и воспроизводимо. ампер быстро завоевал поддержку по сравнению с ом, так как многие национальные лаборатории стандартизации уже определили ампер в абсолютном выражении, используя амперные весы. Международная электротехническая комиссия (IEC) приняла систему Джорджи с заменой ом в ампере в 1935 году, и такой выбор базовых единиц часто называют системой MKSA.
International Комитет мер и весов (CIPM) утвердил новый набор определений для электрических единиц, основанный на рационализированной системе MKSA, в 1946 году, и они были приняты на международном уровне в соответствии с Метрической конвенцией 9-м Генеральная конференция по мерам и весам в 1948 году. В рамках этой системы, которая впоследствии стала Международной системой единиц (СИ), ом является производной единицей.
Определения электрических единиц в системе СИ формально эквивалентны международным определениям 1908 года, поэтому не должно было быть никаких изменений в размерах единиц. Тем не менее, международное сопротивление и международное вольт обычно не определялись в абсолютном выражении, а определялись как стандартное сопротивление и стандартная электродвижущая сила, соответственно. Реализации, рекомендованные в 1908 году, не совсем эквивалентны абсолютным определениям: рекомендуемые коэффициенты преобразования:
, хотя для отдельных эталонов в национальных измерительных лабораториях могут применяться несколько иные коэффициенты. Поскольку международный ампер обычно определялся с помощью баланса ампер, а не электролитически, 1 A int = 1 A. Коэффициент преобразования для "электролитического" ампера (A elec) может рассчитываться на основе современных значений атомной массы серебра и постоянной Фарадея :
